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九年级科学上册 核心概念专题集训
专题10 内能 参考答案及解析
一．选择题（共15小题）
1．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体含有的热量多
B．气体膨胀对外做功，自身内能会减少
C．物体吸收热量，温度一定升高
D．物体内能增大，一定吸收了热量
【解答】
A、热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故A错误；
B、气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，自身内能会减少，故B正确；
C、物体吸收热量，内能增大，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸热，内能变大，但温度不变，故C错误；
D、物体内能增大，可能吸收了热量，也可能外界对物体做功，故D错误。
故选：B。
2．下列有关热现象说法正确的是（　　）
A．物体放出热量，内能一定减少，温度一定降低
B．燃料的热值越大，放出的热量越多
C．物体温度越高，所含的热量越多
D．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关
【解答】
A、不能说物体含有的热量多，因为热量是一个过程量，不能用具有、含有来修饰，故A错误；
B、由Q放＝mq可知燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量和燃料热值都有关，因此仅燃料的热值大，放出的热量不一定多，故B错误；
C、物体放出热量，内能一定减少，但温度不一定降低，如晶体在凝固过程中，放出热量、内能减少，但温度保持不变，故C错误；
D、比热容是物质的一种特性，只与物质的种类、状态有关，种类不同，状态不同，比热容一般不同，故D正确。
故选：D。
3．如图所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，选择一团可燃物置于筒内，压下活塞。为了可燃物更易燃烧，关于所选可燃物的着火点及对活塞的操作正确的是（　　）
A．着火点低，缓慢下压 B．着火点高，缓慢下压
C．着火点低，快速下压 D．着火点高，快速下压
【解答】下压活塞的过程中，活塞对筒内气体做功，将机械能转化为筒内气体的内能，使气体的内能增加、温度升高，当温度升高到可燃物的着火点时，可燃物就燃烧起来，为了使可燃物燃烧，则可燃物的着火点要低一些，且要迅速下压活塞，故C正确。
故选：C。
4．婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连，使用时通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，对该过程的分析正确的是（　　）
A．罐内气体的内能增加
B．气罐内壁的温度升高
C．罐内气体通过做功改变了内能
D．该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程类似
【解答】
ABC、在喷出礼花的过程中，罐内的压缩空气对礼花做功，空气内能转化为礼花的机械能；罐内气体内能减少，气罐内壁温度降低，故AB错误，C正确；
D、汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，汽油机压缩冲程是将机械能转化为内能，而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处时，是将内能转化为机械能，所以与汽油机的做功冲程能量转化方式相同，故D错误。
故选：C。
5．2024年3月20日，我国长征八号遥三运载火箭成功发射鹊桥二号中继星。长征系列火箭使用液态氢作燃料，主要是由于燃料（　　）
A．热值较大 B．密度较大 C．着火点高 D．比热容大
【解答】热值是燃料的属性，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值大，相同情况下放出的热量多，故D正确，ABC不正确。
故选：A。
6．1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后（已知水的比热容为4.2×103J/kg℃），它的温度是（　　）
A．80℃ B．100℃
C．120℃ D．条件不足，无法确定
【解答】由Q＝cm（t﹣t0）可得，它升高的温度：
Δt100℃，由于不知道是否是在标准大气压下，所以它的温度无法确定。
故选：D。
7．在学习内能一课后，小周利用盛有少量水的矿泉水瓶进行如下实验：先将瓶盖盖紧，使劲旋转矿泉水瓶下部，然后拧松瓶盖，可看到瓶盖被弹出数米远，瓶内出现了白雾。对该过程的分析或解释正确的是（　　）
A．瓶盖弹出前越拧越费劲，是因为内部气压在不断增加
B．瓶盖弹出前瓶壁温度升高，是因为瓶壁的机械能在增加
C．瓶盖弹出后落回地面，是因为摩擦力改变了瓶盖的运动状态
D．瓶盖弹出后出现了白雾，是因为水遇热汽化成水蒸气
【解答】解：A、用力拧瓶子时，越拧越费劲，这是因为瓶内气体压强增大，是因为内部气压在不断增加瓶盖被弹出，瓶内气体对瓶盖做了功，内能减小，故A正确；
B、瓶盖弹出前瓶壁温度升高，是因为瓶壁的内能在增加，故B错误；
C、瓶盖弹出后落回地面，是因为重力改变了瓶盖的运动状态，故C错误；
D、当瓶盖弹出时，瓶内及瓶口有白雾，这是因为瓶内气体（包含水蒸气）对外做功，内能减小，水蒸气遇冷液化形成了小水滴，故D错误。
故选：A。
8．如图所示的实验，其改变内能方法与另外三种不同的是（　　）
A．水被加热时，内能增大 B．空气被压缩时，内能增大
C．水蒸气推动塞子冲出时，内能减少 D．内燃机压缩冲程
【解答】
A、用酒精灯加热时，水吸收热量，其内能增大，是通过热传递改变物体的内能；
B、用力将活塞迅速压下，压缩空气做功，机械能转化为内能，筒内空气温度升高、内能增大，是通过做功改变物体的内能；
C、试管中的水蒸气冲开木塞，水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减小，是通过做功改变物体的内能；
D、内燃机压缩冲程，是活塞压缩工作物质做功，改变工作物质的内能，是通过做功改变物体的内能。
综上所述，A图与其他三实验改变内能方法不同。
故选：A。
9．如图为做功改变物体内能的改进实验，当往瓶内推活塞，会看到温度显示器的温度发生变化，下列有关此过程中的说法正确的是（　　）
A．活塞对瓶内气体做功，温度显示器上的温度降低
B．活塞对瓶内气体做功，温度显示器上的温度升高
C．瓶内气体对活塞做功，温度显示器上的温度降低
D．瓶内气体对活塞做功，温度显示器上的温度升高
【解答】解：在向内推动活塞的过程中，活塞压缩气体做功，空气内能增加，温度升高，所以温度显示器上的温度升高，故B正确，ACD错误。
故选：B。
10．如图2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射。下列说法正确的是（　　）
A．火箭燃料燃烧越充分，其热值就越大
B．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能
C．火箭燃料在燃烧的过程中，化学能转化为内能
D．火箭升空过程中，只通过摩擦做功使外壳内能增大
【解答】解：A、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃烧程度等均无关，故A错误；
B、火箭加速升空过程中，速度越来越大，质量不变，动能变大；高度越来越高，质量不变，重力势能变大，因此不是动能转化为重力势能，而是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B错误；
C、火箭燃料在燃烧过程中把燃料的化学能转化为内能，故C正确；
D、火箭升空过程中与空气摩擦，外壳温度升高，这是通过做功的方式使外壳的内能增大，故D正确。
故选：CD。
11．如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出，管口产生大量的白雾。则（　　）
A．管内水蒸气的内能不变
B．管内水蒸气对橡胶塞做了功
C．水所含的热量增加
D．白雾是由水汽化产生的
【解答】解：AB、对试管加热，水吸收热量，温度升高，水吸热迅速的汽化，产生大量的水蒸气，水蒸气对橡胶塞做功，将橡胶塞推出去，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，内能减小，故A错误，B正确；
C、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误；
D、水蒸气对外做功，温度降低，水蒸气液化形成的小水滴，形成白雾，故D错误。
故选：B。
12．如图所示是汽油机的某冲程工作示意图，以下改变物体内能的方式与此相同的是（　　）
A．汽车在行驶过程中，汽车发动机里的冷却液温度升高
B．打开暖风，车内温度升高
C．刹车时，刹车片温度升高
D．停在烈日下的汽车，车顶被晒得温度升高
【解答】根据图示可知，两个气门都关闭，活塞上行，因此该冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
A、汽车在行驶过程中，汽车发动机里的冷却液从发动机吸收热量温度升高，属于热传递改变内能，故A不符合题意；
B、打开暖风，热量被风扇从发动机吹到车内，使车内温度升高，属于热传递改变内能的，故B不符合题意；
C、刹车时，刹车片克服摩擦做功，机械能转化为内能，使刹车片温度升高，是通过做功改变物体的内能，故C符合题意；
D、放在阳光下汽车的顶部晒热，是汽车从太阳光中吸收热量，是利用热传递改变内能的，故D不符合题意。故选：C。
13．如图甲所示，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两段电热丝与电源、开关接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，下列说法正确的是（　　）
A．加热相同时间，两杯水吸收相同热量，升高相同的温度
B．由图乙可知：比热容cA＞cB
C．对于A、B杯中的两个加热器，R2＜R1，P2＞P1
D．A杯水在2 min内吸收的热量与B杯水在3 min内吸收的热量相同
【解答】
A、实验中，用不同加热器加热，相同时间内，加热器放出的热量不同，所以相同时间内两杯水吸收的热量不同，根据图象知两杯水升高的温度不相同，故A错误；
B、由题可知，甲、乙两容器中都是水，且状态相同，则两杯水的比热容相同，故B错误；
C、根据图象乙知甲的温度升高快，说明吸热多，根据Q＝I2Rt知，在电流和通电时间相同时，甲的电阻大，根据P＝I2R知甲的功率大，即R2＜R1，P2＜P1，故C错误；
D、由图乙可知，甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同，且两杯水的质量相同，根据Q吸＝cmΔt可知，它们吸收的热量相同，故D正确。
故选：D。
14．水是一种比热容较大的物质，下列生产和生活中与水的这种特性没有关系的是（　　）
A．对秧田晚上灌水，白天放水
B．炎热的夏天，在地面上洒水降温
C．暖气管内装的是流动的热水
D．用水作为汽车发动机的冷却剂
【解答】解：A、早春的晚上在秧田里灌水，是因为水的比热容大，降低相同的温度时水放出的热量多，能起到保温作用，不会产生冻害；白天将水放掉，由于泥土的比热容小，在太阳光照射下，使秧田的温度升高较多，能保证秧苗生长所需的温度，故A不符合题意；
B、炎热的夏天，往地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，与水的比热容无关，故B符合题意；
C、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以让流动的热水流过散热器来供暖，故C不符合题意；
D、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故D不符合题意。
故选：B。
15．2021年9月，神舟十二号返回舱成功着陆。返回舱返航穿越大气层时外壁的内能会增大，其主要原因是（　　）
A．大气对返回舱做功 B．返回舱对大气做功
C．大气向返回舱热传递 D．返回舱向大气热传递
【解答】解：返回舱返航穿越返大气层时，与空气发生摩擦，此时返回舱返要克服空气阻力做功，机械能转化为内能，这是通过做功的方式发生能量转化的，故A正确，BCD错误。
故选：A。
二．填空题（共10小题）
16．如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。
（1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的　运动状态　。
（2）此过程中，水蒸气减少的内能　大于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）软木
塞增加的机械能，这与热机的　做功　冲程相似。
【解答】
（1）软木塞冲出试管口，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态；
（2）水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能；该过程与热机的做功冲程能量转化相同。
故答案为：（1）运动状态；（2）大于；做功。
17．小宁在妈妈的指导下练习炒菜时，用天然气将质量为0.04kg的菜油加热，若使用的天然气体积为
2×10﹣4m3且天然气完全燃烧释放出的热量有50%被菜油吸收。
[取，天然气的热值为4×107J/m3]
（1）天然气完全燃烧放出的热量为 　8×103　J。
（2）菜油升高的温度为 　50　℃
【解答】解：（1）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝2×10﹣4m3×4×107J/m3＝8×103J；
（2）由η100%可得菜油吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝50%×8×103J＝4×103J，
由Q吸＝cmΔt知，菜油升高的温度：
Δt50℃。
故答案为：8×103；50。
18．在科学发展不同时期，人们对“热”有不同的认识。
材料一：18世纪末，普利斯特利在实验的基础上提出了“热质说”，认为热是一种称为“热质”的物质，是一种无质量的气体。
材料二：19世纪中期，焦耳提出：自然界不存在热质，热只是一种能量的形式，其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热，导体通电也会产生热。
材料三：焦耳利用如图装置进行实验，重物下降通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动，使容器中的水的热能增大，温度升高，并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验，最终确认热与其它能量之间的转换关系。
（1）普利斯特利认为，自然界热质的总量不变，热质会由高温物体流到低温物体。从能量变化属性上分析，依靠 　热传递　方式改变了物体的内能。
（2）焦耳实验中，重物做功使水温升高。将水改为等质量的水银，重复相同实验，水银升高更高的温度，这是由于 　水银的比热容较小　。
（3）焦耳的实验中存在多处摩擦，其中一处的摩擦力增大有利于提高实验的精确度，此处为 　叶轮处　（填“定滑轮”、“转轴处”或“叶轮处”）。
【解答】解：（1）热质会由高温物体流到低温物体，这是依靠热传递方式改变了物体的内能；
（2）忽略误差不计，重物做的功转化为水和水银的内能相等，即Q水吸＝Q水银吸，由于水和水银的质量相等，水银升高更高的温度，说明c水＞c水银，即水银的比热容较小；
（3）由实验装置图可知，叶轮克服与液体之间的摩擦做功转化为液体的内能，如果增大此处的摩擦，重物做的功转化为液体的内能将增大，即可提高实验精确度，故该摩擦力为叶轮与液体之间的摩擦力。
故答案为：（1）热传递；（2）比热容；（3）叶轮处。
19．某同学在雪后的大课间，发现六边形青砖铺设的停车位上，边缘砖质部分表面的雪已经消失，中间泥土表面还有雪。请根据上述现象回答以下问题：
（1）根据青砖上的雪消失了，但青砖表面并没有水的痕迹，说明雪消失经历的物态变化是 　升华　。
（2）根据上述现象，解释青砖边缘砖质部分雪消失而中间泥土表面还有雪的原因：　青砖的比热容小，则在同样吸热时其温度升高较快，积雪会更容易熔化　。
【解答】
（1）根据青砖上的雪消失了，但青砖表面并没有水的痕迹，说明雪消失经历的物态变化是升华；
（2）青砖的比热容小，则在同样吸热时其温度升高较快，积雪会更容易熔化。
故答案为：（1）升华；（2）青砖的比热容小，则在同样吸热时其温度升高较快，积雪会更容易熔化。
20．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 　135　焦、汽油机的功率为 　2025　瓦。
【解答】解：
（1）由p可得，燃气对活塞的平均压力：F＝pS＝9.0×105Pa×30×10﹣4m2＝2700N；
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2700N×50×10﹣3m＝135J；
（2）因飞轮每转两圈对外做功一次，所以，飞轮1min转动1800周，做功900次，
则燃气对活塞做的总功：W总＝W×900＝135J×900＝121500J，
汽油机的功率：P2025W。
故答案为：135；2025。
21．火柴是实验室常用的点火工具。引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。A、B为两种常见的引燃方式，F1＝F2。火柴的引燃是通过 　做功　来增大火柴头的内能，更易引燃的是 　B　方式。
【解答】解：火柴引燃过程，克服摩擦做功，内能增大，通过做功的方式增大火柴头的内能；火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；方式B中，柴头与擦火皮之间的压力大，摩擦力大，克服摩擦做的功多，转化为的内能多，温度更高，更容易点燃火柴。
故答案为：做功；B。
22．中国载人航天工程再次传来好消息：
（1）2022年11月29日神舟十五号载人飞船由长征二号F运载火箭成功发射升空。火箭燃料要求质量小而放出的热量多，使用液氢作为燃料就是利用它 　热值　高的特性。火箭加速升空过程中，将燃料燃烧产生燃气的 　内　能转化为火箭的机械能；
（2）2022年12月4日神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦，表面温度急剧升高，这是通过 　做功　的方式改变内能。
【解答】（1）火箭采用液态氢作燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量，将内能转化为机械能；
（2）返回舱进入大气层时，克服摩擦做功，返回舱的机械能转化为内能，使返回舱的内能增加、温度升高，这是通过做功的方式改变它的内能。
故答案为：热值；内；做功。
23．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧。
（1）下压过程中活塞对筒内 　空气　（选填“空气”或“棉花”）做功，使其内能增大。该能量转化过程与汽油机的 　压缩　冲程相同。
（2）本实验中“棉花”能反映气体温度的变化，下列实验中的操作或设计中也采用类似方法的是 　BCD　（可多选）。
A、研究电流与电压关系的实验中，控制电阻大小不变
B、研究焦耳定律的实验中，读取和比较玻璃管中煤油上升的高度
C、研究灯泡的电功率的有关因素时，观察和比较灯的亮暗
D、研究影响动能大小的因素时，测量和比较木块被推动的距离
【解答】解：（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；
（2）本实验中“棉花”能反映气体温度的变化，应用的是转换法；
A、研究电流与电压关系的实验中，控制电阻大小不变，应用的是控制变量法，故A不符合题意；
B、研究焦耳定律的实验中，读取和比较玻璃管中煤油上升的高度，通过液柱的高低反应电阻放热的多少，应用的是转换法，故B符合题意；
C、研究灯泡的电功率的有关因素时，观察和比较灯的亮暗，通过灯泡的亮度变化反映电功率的变化，应用的是转换法，故C符合题意；
D、研究影响动能大小的因素时，测量和比较木块被推动的距离，通过木块的移动距离反应小球的动能大小，应用的是转换法，故D符合题意。
故选：BCD。
故答案为：（1）空气；压缩；（2）BCD。
24．在科学发展不同时期，人们对“热”有不同的认识。
材料一：18世纪末，普利斯特利在实验的基础上提出“热质说”，认为热是一种称为“热质”的物质，是一种无质量的气体。自然界热质的总量不变，不会产生也不会消失，热质会由高温物体流到低温物体。
材料二：19世纪中期，焦耳提出：自然界根本不存在热质，热只是一种能量的形式，其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热，导体通电也会产生热。
材料三：焦耳利用如图装置进行实验，重物下降时通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动，使容器中水的热能增大，温度升高，并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验，最终确认热与其它能量之间的转换关系。
（1）其它形式的能量可以转化为内能，如摩擦可以产生热，压缩气体可以产生热，导体通电也会产生热。以上情况都是属于 　做功　方式改变物体的内能。
（2）焦耳实验中，重物做的功使水温升高t1℃，将水改为等质量的油，重复相同实验，油温升高t2℃，t1＜t2，这是由于水比油的 　比热容　更大。
（3）焦耳的实验中存在多处摩擦，其中一处的摩擦力增大有利于提高实验精确度，此处为 　叶轮处　（填“定滑轮处”“转轴处”或“叶轮处”）。
【解答】
（1）摩擦可以产生热，压缩气体可以产生热，导体通电也会产生热，属于做功方式改变物体内能；
（2）忽略误差不计，重物做的功转化为水和油的内能相等，即Q水吸＝Q油吸，由于水和油的质量相等，且c水＞c油，根据Q吸＝cmΔt可知，t1＜t2；
（3）由图可知，叶轮克服与液体之间的摩擦做功转化为液体的内能，如果增大此处的摩擦，重物做的功转化为液体的内能将增大，即可提高实验精确度，故该摩擦力为叶轮与液体之间的摩擦力。
故答案为：（1）做功；（2）比热容；（3）叶轮处。
25．用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可知，甲液体的比热容　小于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙液体的比热容。质量为500克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为　6.3×104　焦。[甲液体的比热容为1.8×103焦/（千克 ℃）]。
【解答】解：
（1）由图象可以看出：在相等时间内，液体甲温度变化量大，则甲液体温度升高较快；而两个加热器相同、加热时间相等时，两种液体吸收的热量相等，由公式Q吸＝mcΔt可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，温度升高快的液体比热容小，所以甲的比热容小，乙的比热容大；
（2）Q吸＝cmΔt＝1.8×103J/（kg ℃）×0.5kg×（90℃﹣20℃）＝6.3×104J。
故答案为：小于；6.3×104。
三．实验探究题（共5小题）
26．能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
（1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 　C　。
A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔
（2）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 　增大　（选填“增大”或“减小”）。
（3）结合材料分析，以下观点正确的是 　ACD　。（可多选）
A．面对前人的观点要敢质疑 B．时间久远的理论是没有科学价值的
C．测量工具的发展有助于科学理论研究 D．对科学的认识是不断修正完善的过程
【解答】
（1）功是力和力的方向上通过的距离的乘积，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度，所以科学家达朗贝尔的观点与“功”概念相符合，故选C；
（2）通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。
（3）A．面对前人的观点要敢质疑，有自己的见解，故A正确；
B．时间久远的理论是有科学价值的，故B错误；
C．测量工具的发展有助于科学理论研究，故C正确；
D．对科学的认识是不断修正完善的过程，故D正确。故选ACD。
故答案为：（1）C；（2）增大；（3）ACD。
27．小明想比较铜和铝的比热容，设计了如下实验：
（1）将 　质量　相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃；
（2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23℃的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示；
（3）一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20℃和17℃。
（4）实验中，用 　等质量水的温度下降值　间接反映两金属块吸收热量的多少。
（5）对比数据可判断，表明 　铝　的比热容大（填“铝”或“铜”）。
【解答】
（1）比较不同物质的比热容要控制质量相同；将质量相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃；
（4）根据转换法，实验中，用等质量水的温度下降量间接反映两金属块吸收热量的多少；
（5）因同质量水的初温均为23℃，甲、乙两容器中水的末温分别20℃和17℃，故乙图中水的温度变化大，根据Q＝cmΔt，乙图中水放热多，因没有热损失，故铝从水中吸收的热量多；
根据c，质量相同的铝和铜，因铝吸热多，而铝的温度变化小，故铝的比热容大。
故答案为：（1）质量；（2）等质量水的温度下降值；（3）铝。
28．小明用如图甲乙所示的实验装置来比较不同物质的比热容和探究水沸腾时温度变化的特点。已知甲、乙两容器中分别装有10Ω和5Ω的电加热器。将相同质量的水和食用油分别装入甲、乙两个容器中，然后通电加热。每隔一定时间测量一下液体的温度，从而得到水和食用油的温度随时间变化图象（如图丙）。由图丙可知：水沸腾时吸热，温度　不变　（选填“升高”“不变”或“降低”）；加热2min水吸收的热量　大于　（选填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量；食用油的比热容为　2.1×103　J/（kg ℃）。（假设电加热器放出的热量全部被液体吸收）
【解答】解：据液体沸腾的特点可知，水沸腾时，吸热但温度不变；
由于两个电阻串联，所以电流和时间相同，但电阻不同，水中的电阻大于油中的电阻，据Q＝I2Rt可知，加热相同的时间，甲图中产生的热量多，故水吸收的热量多；
据Q＝I2Rt可知，相同的时间，甲电热丝释放的热量是Q甲＝I2R甲t＝I2×10Ω×t；
乙电热丝释放的热量是Q乙＝I2R乙t＝I2×5Ω×t；
故Q甲＝2Q乙；
所以水吸收的热量是油的2倍，即Q水＝2Q油；
假如都加热4min，结合图丙可得水和油吸收的热量分别为：
Q水＝c水mΔt水＝4.2×103J/（kg ℃）×m×（100℃﹣40℃）；
Q油＝c油mΔt油＝c油×m×（100℃﹣40℃）；
因为Q水＝2Q油，
所以4.2×103J/（kg ℃）×m×（100℃﹣40℃）＝2×c油×m×（100℃﹣40℃）；
解得c油＝2.1×103J/（kg ℃）；
故答案为：不变；大于；2.1×103；
29．为了探究不同液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验：在4只相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，如表是他们的实验记录。根据实验记录，回答下列问题。
烧杯号 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 300 20 30 12
2 水 150 20 30 6
3 煤油 300 20 30 6
4 煤油 300 20 25 3
（1）水和食用油吸热多少是通过 　加热时间　来反映的。
（2）分析比较 　1、3　（填烧杯号）号烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：在质量和升高温度相同时，不同物质吸收的热量不同。
（3）分析如表，综合可得出：物体温度升高时吸收热量的多少与 　物体质量、升高的温度、物质的种类　有关。
【解答】
（1）用相同的加热器对液体加热，相等时间吸收的热量相等，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此加热时间可以反映物质吸收热量的多少。
（2）由表中1和3次实验数据可知，水与煤油的质量、升高的温度都相等而加热时间不同，水与煤油吸收的热量不同，由此可得：质量相同的不同物质升高相同的温度吸收的热量不同。
（3）由表中1、2次实验数据可知，水的质量不同而升高的温度相同，需要的加热时间不同，质量越大，需要的加热时间越长，水吸收的热量越多，由此可得：质量不同的同种物质升高相同的温度，吸收的热量与质量有关。由3、4次实验数据可知，质量相同的没有升高不同的温度吸收的热量不同，由此可知物体吸收的热量与物体升高的温度有关；综合分析可知，物体温度升高时吸收热量的多少与物体质量、升高的温度、物质的种类有关系。
故答案为：（1）加热时间；（2）1、3；（3）物体质量、升高的温度、物质的种类。
30．图甲所示，用活塞式打气筒为轮胎打气的过程中，发现气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高。筒壁温度为什么升高呢？小科认为可能有以下原因：
原因1：活塞压缩气体做功，气体内能增大，温度升高，并通过热传递使筒壁温度升高。
原因2：活塞克服筒壁摩擦做功，使筒壁内能增大，温度升高。
（1）经讨论，同学们一致认为不可能只有原因2引起筒壁发热，理由是：　筒壁上下温度不同　。
（2）在老师的指导下，设计了如图乙装置进行进一步验证。
第1步：实验前，用温度传感器测出被测部位的温度为T0。
第2步：关闭K，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T1。
第3步：打开K，待被测部位温度恢复为T0，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T2。
【讨论交流】
（3）打开K，可以排除原因 　1　（选“1”或“2”）对筒壁底部温度升高的影响。
（4）根据实验测量结果：T1﹣T0＞0，T2﹣T0＞0，T1＞T2，试分析导致筒壁底部发热的原因：　压缩空气做功和克服摩擦做功共同导致的　。
【解答】
（1）因为只是活塞克服筒壁摩擦做功，筒壁发生摩擦的各个位置应该温度相同，但实际是“气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高”，所以不可能只有原因2引起筒壁发热；
（3）打开K，活塞下压时，气体直接排除，不会形成压缩空气，只存在活塞与筒壁的摩擦，可以排除原因1对筒壁底部温度升高的影响；
（4）T2﹣T0＞0说明克服摩擦做功可以使筒壁底部升温，T1﹣T0＞0和T1＞T2，说明压缩空气做功也能使筒壁底部升温，并且压缩空气做功和克服摩擦做功是同时导致筒壁底部升温。
故答案为：（1）筒壁上下温度不同；（3）1；（4）压缩空气做功和克服摩擦做功共同导致的。
四．解答题（共8小题）
31．如图，在一个厚壁玻璃筒的底部，放一块浸过乙醚的棉花。当玻璃筒内的活塞迅速下压时，就可以看到棉花燃烧起来了。但是小宁在实验过程中始终无法引燃棉花。经过老师指导后，他得知导致实验失败的细节是下压动作不够迅速。请利用科学知识解释该实验仪器的工作原理并分析小宁实验失败的原因。
【解答】答：当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来。此实验说明了：外界对物体做功，物体的内能增加。实验中小敏没有看到棉花燃烧的现象，是因为做功的速度较慢，实验中有热量的散失。
32．2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，整体高度超200m，总质量达1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和1个中间立柱，图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83m的圆筒状柱子，柱子上方安装有机舱，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达2.2×107kW h。
已知：海水密度为1.0×103kg/m3，天然气热值q＝4.4×107J/kg
（1）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积为多少？（不考虑锚链对平台的作用）
（2）每年的发电量相当于完全燃烧多少质量的天然气放出的热量？
（3）海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。与单柱式相比较，你认为“半潜式”的优点是 　吃水深度较浅，适用海域范围较广　（写出一点即可）。
【解答】
（1）根据题意可知，平台基础总质量为1.1×107kg，
此时漂浮平台受到的浮力为：F浮＝G总＝m总g＝1.1×107kg×10N/kg＝1.1×108N，
由阿基米德原理可知，此时漂浮平台排开海水的体积为：
V排1.1×104m3；
（2）年发电量W＝2.2×107kW h＝2.2×107×3.6×106J＝7.92×1013J，
由W＝Q放＝m天然气q可知，需要天然气的质量：m天然气1.8×106kg；
（3）如图半潜式底部有一个三角形浮式基础，与单柱式相比，吃水深度较浅，适用海域范围较广。
答：（1）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积为1.1×104m3；
（2）每年的发电量相当于完全燃烧1.8×106kg的天然气放出的热量；
（3）吃水深度较浅，适用海域范围较广。
33．甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为r的雨滴重力为 　πr3ρg　。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度 　大于　小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于”）。
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
【解答】
（1）雨滴的体积：Vπr3，则根据ρ得，其质量m＝ρVπr3ρ，
故重力G＝mgπr3ρg；
（2）雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，故f＝G，因为f＝kSv2＝kπr2v2，Gπr3ρg，
所以，kπr2v2＝πr3ρg，化简得，v，又因为k、ρ、g均为定值，
所以，r越大，速度越大，即在接近地面时，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。
（3）设雨滴的质量为m，因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，即W＝Q，
又因为W＝Gh＝mgh，Q＝cmΔt，所以，mgh＝cmΔt，则Δt.
答：（1）πr3ρg；（2）大于；推理过程详见解答；（3）雨滴的温度升高了。
34．某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水，用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）．加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精。那么请问：
（1）图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？
（2）给水加热持续了10min时间，消耗的酒精如果完全燃烧
将放出多少热量？
（3）试求出沙子的比热容。
【解答】解：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，
从公式△t可知，沙子温度升得多。
（2）∵酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，
∴加热10min时间消耗的酒精为：
m＝0.8g×10＝8g＝8×10﹣3kg，
Q放＝mq＝8×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝2.4×105J；
（3）由图b知，在2min时间内，△t水＝70℃﹣20℃＝50℃，
Q水吸＝C水m水△t水＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）＝42000J，
∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量
∴在2分钟的时间内，
Q沙吸＝Q水吸＝42000J，
由图a知加热2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，
△t沙＝250℃﹣20℃＝230℃，m沙＝200g＝0.2kg
∴C沙0.91×103J/（kg ℃）。
答：（1）a图，沙子的比热容小于水，相同质量的水和沙子吸收相同的热量，沙子温度升得高；
（2）消耗的酒精如果完全燃烧将放出2.4×105J的热量；
（3）沙子的比热容为0.91×103 J/（kg ℃）。
35．在全球范围内每年香槟销量近3亿瓶。开启这样的起泡酒，木塞离开瓶颈时对应的气流速度已经超过了音速，而且还能观察到二氧化碳随之结晶并变幻出缕缕薄雾。请运用所学科学知识解释该现象：　打开香槟瓶盖，瓶内气体对瓶塞做功内能转化为机械能，有大量的二氧化碳气体逸出，是因为打开香槟瓶盖，压强变小，二氧化碳的溶解度减小，瓶内气体的温度降低二氧化碳放热结晶，薄雾是水蒸气遇冷液化成的小水滴。　。
【解答】答：打开香槟瓶盖，瓶内气体对瓶塞做功内能转化为机械能，有大量的二氧化碳气体逸出，是因为打开香槟瓶盖，压强变小，二氧化碳的溶解度减小，瓶内气体的温度降低二氧化碳放热结晶，薄雾是水蒸气遇冷液化成的小水滴。
36．小柯喜欢骑行，在下坡路段时，车速会越来越快。此时若重捏刹车把手，车辆急停，人容易前倾摔倒。下坡降速应轻捏刹车把手，通过钢丝绳牵引就能让左右刹车片抱紧车轮使车速下降，车辆的刹车系统如图所示。持续刹车会造成刹车片升温加速磨损，降低刹车效果。请解释出现上述现象的原因。
【解答】解：车从坡顶下坡，高处的重力势能转化为低处的动能，所以车越来越快。当遇到紧急情况刹车时只要用力捏后轮闸，自行车很快就会停下来，是因为刹车时，后轮受到向后的摩擦力，同时把滚动摩擦变成了滑动摩擦，增大了摩擦力，摩擦力改变了自行车的运动状态，使自行车的速度变小，但同时因为人具有惯性，人会向前倾倒。
37．为了比较两种燃料的热值，小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。
（1）实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底，则测量的温度值 　偏大　（“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（2）实验中燃烧相同质量的燃料，根据 　温度计上升的示数　来比较放出热量的多少。
（3）小金选用了相同质量的燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小金根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 　b　的热值大。
（4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，燃料1和燃料2的质量相同，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像，燃料1和燃料2的热值之比为 　8：3　。
【解答】
（1）如果将温度计的玻璃泡碰到杯底，这样会使得测得的温度值偏大；
（2）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少；
（3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大；
（4）对于燃料来说，在相同的时间内放出的热量是相同的，
根据图可知，燃料1用5min让水从20℃升高到100℃，自5min到10min吸收相同的热量，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知：2c水m水Δt1＝mq1；
对于燃料2来说，燃料2用15min让水从20℃升高到80℃，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知：c水m水Δt2＝mq2；
解得，两种燃料热值之比为：8：3。
故答案为：（1）偏大；（2）温度计上升的示数；（3）b；（4）8：3。
38．火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1＝F2＞F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃？请用所学知识解释。 　B方式；火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴滑动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多，内能增大，温度升高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧；方式B中，火柴头与擦火皮之间的压力最大，更容易点燃火柴　。
【解答】B方式；火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴滑动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多，内能增大，温度升高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧；方式B中，火柴头与擦火皮之间的压力最大，更容易点燃火柴。
第1页（共1页）九年级科学上册 核心概念专题集训
专题10 内能
一．选择题（共15小题）
1．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体含有的热量多
B．气体膨胀对外做功，自身内能会减少
C．物体吸收热量，温度一定升高
D．物体内能增大，一定吸收了热量
2．下列有关热现象说法正确的是（　　）
A．物体放出热量，内能一定减少，温度一定降低
B．燃料的热值越大，放出的热量越多
C．物体温度越高，所含的热量越多
D．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关
3．如图所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，选择一团可燃物置于筒内，压下活塞。为了可燃物更易燃烧，关于所选可燃物的着火点及对活塞的操作正确的是（　　）
A．着火点低，缓慢下压 B．着火点高，缓慢下压
C．着火点低，快速下压 D．着火点高，快速下压
4．婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连，使用时通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，对该过程的分析正确的是（　　）
A．罐内气体的内能增加
B．气罐内壁的温度升高
C．罐内气体通过做功改变了内能
D．该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程类似
5．2024年3月20日，我国长征八号遥三运载火箭成功发射鹊桥二号中继星。长征系列火箭使用液态氢作燃料，主要是由于燃料（　　）
A．热值较大 B．密度较大 C．着火点高 D．比热容大
6．1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后（已知水的比热容为4.2×103J/kg℃），它的温度是（　　）
A．80℃ B．100℃
C．120℃ D．条件不足，无法确定
7．在学习内能一课后，小周利用盛有少量水的矿泉水瓶进行如下实验：先将瓶盖盖紧，使劲旋转矿泉水瓶下部，然后拧松瓶盖，可看到瓶盖被弹出数米远，瓶内出现了白雾。对该过程的分析或解释正确的是（　　）
A．瓶盖弹出前越拧越费劲，是因为内部气压在不断增加
B．瓶盖弹出前瓶壁温度升高，是因为瓶壁的机械能在增加
C．瓶盖弹出后落回地面，是因为摩擦力改变了瓶盖的运动状态
D．瓶盖弹出后出现了白雾，是因为水遇热汽化成水蒸气
8．如图所示的实验，其改变内能方法与另外三种不同的是（　　）
A．水被加热时，内能增大 B．空气被压缩时，内能增大
C．水蒸气推动塞子冲出时，内能减少 D．内燃机压缩冲程
9．如图为做功改变物体内能的改进实验，当往瓶内推活塞，会看到温度显示器的温度发生变化，下列有关此过程中的说法正确的是（　　）
A．活塞对瓶内气体做功，温度显示器上的温度降低
B．活塞对瓶内气体做功，温度显示器上的温度升高
C．瓶内气体对活塞做功，温度显示器上的温度降低
D．瓶内气体对活塞做功，温度显示器上的温度升高
10．如图2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射。下列说法正确的是（　　）
A．火箭燃料燃烧越充分，其热值就越大
B．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能
C．火箭燃料在燃烧的过程中，化学能转化为内能
D．火箭升空过程中，只通过摩擦做功使外壳内能增大
11．如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出，管口产生大量的白雾。则（　　）
A．管内水蒸气的内能不变
B．管内水蒸气对橡胶塞做了功
C．水所含的热量增加
D．白雾是由水汽化产生的
12．如图所示是汽油机的某冲程工作示意图，以下改变物体内能的方式与此相同的是（　　）
A．汽车在行驶过程中，汽车发动机里的冷却液温度升高
B．打开暖风，车内温度升高
C．刹车时，刹车片温度升高
D．停在烈日下的汽车，车顶被晒得温度升高
13．如图甲所示，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两段电热丝与电源、开关接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，下列说法正确的是（　　）
A．加热相同时间，两杯水吸收相同热量，升高相同的温度
B．由图乙可知：比热容cA＞cB
C．对于A、B杯中的两个加热器，R2＜R1，P2＞P1
D．A杯水在2 min内吸收的热量与B杯水在3 min内吸收的热量相同
14．水是一种比热容较大的物质，下列生产和生活中与水的这种特性没有关系的是（　　）
A．对秧田晚上灌水，白天放水
B．炎热的夏天，在地面上洒水降温
C．暖气管内装的是流动的热水
D．用水作为汽车发动机的冷却剂
15．2021年9月，神舟十二号返回舱成功着陆。返回舱返航穿越大气层时外壁的内能会增大，其主要原因是（　　）
A．大气对返回舱做功 B．返回舱对大气做功
C．大气向返回舱热传递 D．返回舱向大气热传递
二．填空题（共10小题）
16．如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。
（1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的　 　。
（2）此过程中，水蒸气减少的内能　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）软木
塞增加的机械能，这与热机的　 　冲程相似。
17．小宁在妈妈的指导下练习炒菜时，用天然气将质量为0.04kg的菜油加热，若使用的天然气体积为
2×10﹣4m3且天然气完全燃烧释放出的热量有50%被菜油吸收。
[取，天然气的热值为4×107J/m3]
（1）天然气完全燃烧放出的热量为 　 　J。
（2）菜油升高的温度为 　 　℃
18．在科学发展不同时期，人们对“热”有不同的认识。
材料一：18世纪末，普利斯特利在实验的基础上提出了“热质说”，认为热是一种称为“热质”的物质，是一种无质量的气体。
材料二：19世纪中期，焦耳提出：自然界不存在热质，热只是一种能量的形式，其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热，导体通电也会产生热。
材料三：焦耳利用如图装置进行实验，重物下降通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动，使容器中的水的热能增大，温度升高，并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验，最终确认热与其它能量之间的转换关系。
（1）普利斯特利认为，自然界热质的总量不变，热质会由高温物体流到低温物体。从能量变化属性上分析，依靠 　 　方式改变了物体的内能。
（2）焦耳实验中，重物做功使水温升高。将水改为等质量的水银，重复相同实验，水银升高更高的温度，这是由于 　 　。
（3）焦耳的实验中存在多处摩擦，其中一处的摩擦力增大有利于提高实验的精确度，此处为 　 　（填“定滑轮”、“转轴处”或“叶轮处”）。
19．某同学在雪后的大课间，发现六边形青砖铺设的停车位上，边缘砖质部分表面的雪已经消失，中间泥土表面还有雪。请根据上述现象回答以下问题：
（1）根据青砖上的雪消失了，但青砖表面并没有水的痕迹，说明雪消失经历的物态变化是 　 　。
（2）根据上述现象，解释青砖边缘砖质部分雪消失而中间泥土表面还有雪的原因：　 　。
20．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 　 　焦、汽油机的功率为 　 　瓦。
21．火柴是实验室常用的点火工具。引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。A、B为两种常见的引燃方式，F1＝F2。火柴的引燃是通过　 　来增大火柴头的内能，更易引燃的是 　 　方式。
22．中国载人航天工程再次传来好消息：
（1）2022年11月29日神舟十五号载人飞船由长征二号F运载火箭成功发射升空。火箭燃料要求质量小而放出的热量多，使用液氢作为燃料就是利用它 　 　高的特性。火箭加速升空过程中，将燃料燃烧产生燃气的 　 　能转化为火箭的机械能；
（2）2022年12月4日神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦，表面温度急剧升高，这是通过 　 　的方式改变内能。
23．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧。
（1）下压过程中活塞对筒内 　 　（选填“空气”或“棉花”）做功，使其内能增大。该能量转化过程与汽油机的 　 　冲程相同。
（2）本实验中“棉花”能反映气体温度的变化，下列实验中的操作或设计中也采用类似方法的是 　　（可多选）。
A、研究电流与电压关系的实验中，控制电阻大小不变
B、研究焦耳定律的实验中，读取和比较玻璃管中煤油上升的高度
C、研究灯泡的电功率的有关因素时，观察和比较灯的亮暗
D、研究影响动能大小的因素时，测量和比较木块被推动的距离
24．在科学发展不同时期，人们对“热”有不同的认识。
材料一：18世纪末，普利斯特利在实验的基础上提出“热质说”，认为热是一种称为“热质”的物质，是一种无质量的气体。自然界热质的总量不变，不会产生也不会消失，热质会由高温物体流到低温物体。
材料二：19世纪中期，焦耳提出：自然界根本不存在热质，热只是一种能量的形式，其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热，导体通电也会产生热。
材料三：焦耳利用如图装置进行实验，重物下降时通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动，使容器中水的热能增大，温度升高，并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验，最终确认热与其它能量之间的转换关系。
（1）其它形式的能量可以转化为内能，如摩擦可以产生热，压缩气体可以产生热，导体通电也会产生热。以上情况都是属于 　 　方式改变物体的内能。
（2）焦耳实验中，重物做的功使水温升高t1℃，将水改为等质量的油，重复相同实验，油温升高t2℃，t1＜t2，这是由于水比油的 　 　更大。
（3）焦耳的实验中存在多处摩擦，其中一处的摩擦力增大有利于提高实验精确度，此处为 　 　（填“定滑轮处”“转轴处”或“叶轮处”）。
25．用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可知，甲液体的比热容　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙液体的比热容。质量为500克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为　 　焦。[甲液体的比热容为1.8×103焦/（千克 ℃）]。
三．实验探究题（共5小题）
26．能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
（1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 　 　。
A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔
（2）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 　 　（选填“增大”或“减小”）。
（3）结合材料分析，以下观点正确的是 　 　。（可多选）
A．面对前人的观点要敢质疑 B．时间久远的理论是没有科学价值的
C．测量工具的发展有助于科学理论研究 D．对科学的认识是不断修正完善的过程
27．小明想比较铜和铝的比热容，设计了如下实验：
（1）将 　 　相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃；
（2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23℃的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示；
（3）一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20℃和17℃。
（4）实验中，用 　 　间接反映两金属块吸收热量的多少。
（5）对比数据可判断，表明 　 　的比热容大（填“铝”或“铜”）。
28．小明用如图甲乙所示的实验装置来比较不同物质的比热容和探究水沸腾时温度变化的特点。已知甲、乙两容器中分别装有10Ω和5Ω的电加热器。将相同质量的水和食用油分别装入甲、乙两个容器中，然后通电加热。每隔一定时间测量一下液体的温度，从而得到水和食用油的温度随时间变化图象（如图丙）。由图丙可知：水沸腾时吸热，温度　不变　（选填“升高”“不变”或“降低”）；加热2min水吸收的热量　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量；食用油的比热容为　 　J/（kg ℃）。（假设电加热器放出的热量全部被液体吸收）
29．为了探究不同液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验：在4只相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，如表是他们的实验记录。根据实验记录，回答下列问题。
烧杯号 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 300 20 30 12
2 水 150 20 30 6
3 煤油 300 20 30 6
4 煤油 300 20 25 3
（1）水和食用油吸热多少是通过 　 　来反映的。
（2）分析比较 　 　（填烧杯号）号烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：在质量和升高温度相同时，不同物质吸收的热量不同。
（3）分析如表，综合可得出：物体温度升高时吸收热量的多少与 　 　有关。
30．图甲所示，用活塞式打气筒为轮胎打气的过程中，发现气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高。筒壁温度为什么升高呢？小科认为可能有以下原因：
原因1：活塞压缩气体做功，气体内能增大，温度升高，并通过热传递使筒壁温度升高。
原因2：活塞克服筒壁摩擦做功，使筒壁内能增大，温度升高。
（1）经讨论，同学们一致认为不可能只有原因2引起筒壁发热，理由是：　 　。
（2）在老师的指导下，设计了如图乙装置进行进一步验证。
第1步：实验前，用温度传感器测出被测部位的温度为T0。
第2步：关闭K，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T1。
第3步：打开K，待被测部位温度恢复为T0，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T2。
【讨论交流】
（3）打开K，可以排除原因 　1　（选“1”或“2”）对筒壁底部温度升高的影响。
（4）根据实验测量结果：T1﹣T0＞0，T2﹣T0＞0，T1＞T2，试分析导致筒壁底部发热的原因：　 　。
四．解答题（共8小题）
31．如图，在一个厚壁玻璃筒的底部，放一块浸过乙醚的棉花。当玻璃筒内的活塞迅速下压时，就可以看到棉花燃烧起来了。但是小宁在实验过程中始终无法引燃棉花。经过老师指导后，他得知导致实验失败的细节是下压动作不够迅速。请利用科学知识解释该实验仪器的工作原理并分析小宁实验失败的原因。
32．2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，整体高度超200m，总质量达1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括3个边立柱和1个中间立柱，图甲为其实物照片。浮式基础上方是高约83m的圆筒状柱子，柱子上方安装有机舱，机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，生成绿色电力，年发电量将达2.2×107kW h。
已知：海水密度为1.0×103kg/m3，天然气热值q＝4.4×107J/kg
（1）风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积为多少？（不考虑锚链对平台的作用）
（2）每年的发电量相当于完全燃烧多少质量的天然气放出的热量？
（3）海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。与单柱式相比较，你认为“半潜式”的优点是 　 　（写出一点即可）。
33．甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为r的雨滴重力为 　 　。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度 　 小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于”）。
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
34．某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水，用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）．加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精。那么请问：
（1）图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？
（2）给水加热持续了10min时间，消耗的酒精如果完全燃烧
将放出多少热量？
（3）试求出沙子的比热容。
35．在全球范围内每年香槟销量近3亿瓶。开启这样的起泡酒，木塞离开瓶颈时对应的气流速度已经超过了音速，而且还能观察到二氧化碳随之结晶并变幻出缕缕薄雾。请运用所学科学知识解释该现象： 　。
36．小柯喜欢骑行，在下坡路段时，车速会越来越快。此时若重捏刹车把手，车辆急停，人容易前倾摔倒。下坡降速应轻捏刹车把手，通过钢丝绳牵引就能让左右刹车片抱紧车轮使车速下降，车辆的刹车系统如图所示。持续刹车会造成刹车片升温加速磨损，降低刹车效果。请解释出现上述现象的原因。
37．为了比较两种燃料的热值，小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。
（1）实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底，则测量的温度值 　 　（“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（2）实验中燃烧相同质量的燃料，根据 　 　来比较放出热量的多少。
（3）小金选用了相同质量的燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小金根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 　 　的热值大。
（4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，燃料1和燃料2的质量相同，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像，燃料1和燃料2的热值之比为 　 　。
38．火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1＝F2＞F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃？请用所学知识解释。
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